לחץ וטוניטיות אוסמוטית

לחץ אוסמוטי וטוניקות לעיתים קרובות מבלבלים אנשים. שניהם מונחים מדעיים הנוגעים ללחץ. לחץ אוסמוטי הוא לחץ של תמיסה נגד קרום חצי-למחצה בכדי למנוע מים לזרום פנימה על פני הממברנה. טוניקות היא מדד הלחץ הזה. אם ריכוז המומסים משני צידי הממברנה שווה, אין נטייה למים לנוע על פני הממברנה ולא לחץ אוסמוטי. הפתרונות הם איזוטוניים ביחס זה לזה. בדרך כלל, יש ריכוז גבוה יותר של מומסים בצד אחד של הממברנה מאשר בצד השני. אם אינך ברור לגבי לחץ אוסמוטי וטוניקות, זה יכול להיות בגלל שאתה מבולבל באשר לאופן שבו הבדל בין דיפוזיה לאוסמוזה.

ריכוך היא תנועה של חלקיקים מאזור בעל ריכוז גבוה יותר לאזור בעל ריכוז נמוך יותר. לדוגמא, אם תוסיפו סוכר למים, הסוכר יתפזר בכל המים עד שריכוז הסוכר במים יהיה קבוע לאורך הפתרון. דוגמא נוספת להתפשטות היא כיצד ריח הבושם מתפשט ברחבי החדר.

במהלך אוסמוזהכמו עם דיפוזיה, יש נטייה של חלקיקים לחפש את אותו ריכוז לאורך הפתרון. עם זאת, החלקיקים עשויים להיות גדולים מכדי לחצות קרום חצי-מפריד המפריד אזורים של תמיסה, ולכן מים עוברים על פני הממברנה. אם יש לך תמיסת סוכר בצד אחד של קרום למחצה ומים טהורים בצד השני של הממברנה, תמיד יהיה לחץ בצד המים של הממברנה כדי לנסות לדלל את הסוכר פיתרון. האם פירוש הדבר שכל המים יזרמו לתמיסת הסוכר? כנראה שלא, מכיוון שהנוזל עשוי להפעיל לחץ על הממברנה, ומשווה את הלחץ.

כדוגמא, אם תכניסו תא למים מתוקים, המים יזרמו לתא ויגרמו לו להתנפח. האם כל המים יזרמו לתא? לא. או שהתא יקרע או שהוא יתנפח לנקודה בה הלחץ המופעל על הממברנה עולה על לחץ המים שמנסים להיכנס לתא.

כמובן, קטן יונים ו מולקולות יכול להיות מסוגל לחצות קרום חצי-למחצה, כך מומסים כמו יוניונים קטנים (Na⁺, Cl^-) להתנהג ממש כמו שהיו עושים אם היה דיפוזיה פשוטה.

טוניקות הפתרונות ביחס זה לזה עשויה להתבטא כהיפרטונית, איזוטונית או היפוטונית. ההשפעה של ריכוזי מומסים חיצוניים שונים על תאי דם אדומים משמשת דוגמא טובה לפיתרון היפרטוני, איזוטוני והיפוטוני.

כאשר הלחץ האוסמוטי של התמיסה מחוץ לתאי הדם גבוה יותר מהלחץ האוסמוטי בתוך כדוריות הדם האדומות, הפיתרון הוא היפרטוני. המים בתאי הדם יוצאים מהתאים בניסיון להשוות את הלחץ האוסמוטי, וגורמים לתאים להתכווץ או ליצור.

כאשר הלחץ האוסמוטי מחוץ לכדוריות הדם האדומות זהה ללחץ שבתאים, הפיתרון הוא איזוטוני ביחס לציטופלזמה. זהו המצב הרגיל של כדוריות הדם האדומות בפלזמה.

כאשר לתמיסה מחוץ לכדוריות הדם האדומות לחץ אוסמוטי נמוך יותר מאשר ציטופלזמה של ה תאי דם אדומים, הפיתרון הוא היפוטוני ביחס לתאים. התאים נוטלים מים בניסיון להשוות את הלחץ האוסמוטי, וגורמים להם להתנפח ולפרץ.